碳基材料對水泥基材料性能的影響

編號：JCHY00778

篇名：碳基材料對水泥基材料性能的影響

作者：張小濤 李慶超 李東旭

關鍵詞： 水泥基材料 碳基材料 反應機理 性能

機構： 南京工業(yè)大學材料科學與工程學院

摘要： 水泥基復合材料憑借其原料豐富、價格低廉、生產(chǎn)工藝簡單、強度高等優(yōu)點,廣泛應用于現(xiàn)代化工程建設。但是這種材料長久以來都有高脆性以及裂縫等一系列的問題。針對這些問題世界各國的研究人員都主要致力于改善水泥基材料的力學性能。但是在目前的情況下,現(xiàn)代建筑對水泥基材料提出了許多新的要求,不僅要有好的力學行為,還要具有盡可能多的附加功能。合適的功能填料的摻入不僅能夠使得水泥基復合材料的力學性能和耐久性能得到提升,還能有效地調(diào)控水泥基材料的導電率、熱導率等一系列其他功能。鋼纖維、聚合物纖維和礦物纖維等是之前比較常見的功能摻料,這些材料依靠它們的強度和韌性可以用來改善材料的力學性能。但這些增強材料并不能在結構上改變水泥的水化產(chǎn)物,因此水泥基材料的高脆性及裂縫等問題依存在。而部分碳基材料在摻入到水泥基復合材料中以后可以對水泥基材料實現(xiàn)改性,不僅能從微觀方面改變其結構,從而改善力學性能,還可以改善如導電性、導熱性等性能。使水泥基復合材料能夠盡可能地滿足時代的要求。本文在近年來對多種不同的碳基材料摻雜水泥基復合材料研究的基礎上,分別總結了不同碳基材料(碳纖維CF、碳黑CB、碳納米管CNTs、石墨烯GR以及氧化石墨烯GO)對水泥基復合材料性能影響的基本原理,綜述了近年來五種材料摻加在水泥基復合材料中的相關研究。此外,本文同時也對這些材料的復合摻入以及互相之間的改性摻入后的效果進行了簡單總結,并且同時對水泥基復合材料的研究前景提出了一點看法。